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天文学家揭秘首张黑洞照片“诞生始末”

发布时间:2019-04-13 14:01    信息发布中心

中新网南京4月10日电 (杨颜慈)北京时间10日晚21时,全球同步发布人类历史上首张黑洞照片。当天,中国科学院紫金山天文台专家刘四明教授在接受采访时解读了人类史上首张黑洞照片的“来龙去脉”,讲述电影《星际穿越》中时空旅行的“现实故事”。

全世界200多位科学家合作完成的一项重大天文学成果——人类首张黑洞照片,北京时间4月10日晚在全球多地同步发布。事件视界望远镜(EHT)宣布,已成功获得超大黑洞的第一个直接视觉证据,该黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞,它距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。事件视界望远镜合作组织供图 全世界200多位科学家合作完成的一项重大天文学成果——人类首张黑洞照片,北京时间4月10日晚在全球多地同步发布。事件视界望远镜合作组织供图

当天,全球多国科研人员合作的“事件视界望远镜”(Event Horizon Telescope,简称EHT)项目发布一项“开创性成果”,科学界普遍认为这是人类有史以来获得的第一张黑洞照片。

黑洞“露面”的一刻备受世界关注。这一“高光时刻”的背后不仅是200多名天文学家的“并肩作战”,更是自爱因斯坦提出预言以来,几代天文人的薪火接力。

早在1915年,爱因斯坦发表广义相对论,最先预言了黑洞的存在。100多年后的今天,人类第一次“亲眼目睹”黑洞真容。

刘四明称,简单的来说,黑洞是广义相对论预言存在的一种天体。黑洞的几乎所有质量都集中在最中心的“奇点”处,“奇点”在其周围形成一个强大的引力场,在一定范围之内,连光线都无法逃脱。黑洞的引力很大,它具有的超强引力使得光也无法摆脱其势力范围,这个势力范围称作黑洞的半径或称作“事件视界”。

刘四明表示,由于黑洞完全不发射和反射任何电磁波,仪器和肉眼都无法直接观测到。我们从未见过真正的黑洞,此前人们只能依靠计算试验得出图片模型。正是因为它的特殊和神秘,黑洞几乎成为了天体物理学中最引人注目的课题。

漫长的科学研究终于在两年前获得突破性进展。2017年12月7日,美国卡耐基科学研究所科学家发现了一个遥远的超大质量黑洞。

随后,“事件视界望远镜”项目启动。据刘四明介绍,由世界多个国家和地区的200多名科研人员组成的团队,利用分布在世界各地的射电望远镜组成了一台巨大的虚拟望远镜,其口径相当于地球直径。参与本次项目的,也包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构。

在此项目宣布前,用这一虚拟望远镜“拍摄”的重点对象是两个黑洞:一个是位于银河系中心的“人马座A*”,另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。

此次即将露面的黑洞学名是银河系中心超大质量黑洞人马座A*,其质量是太阳质量的400万倍,它的大小与水星轨道的大小相似,距离地球约26000光年。仅仅这张照片的“冲印”,就花了近两年时间。

“耗时漫长,一是因为全球八个不同地方望远镜提供的海量数据,分别位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极;另外一个方面是在数据处理的过程中,面临很多技术难点,所需处理的时间比较长。其中还有些缺失或模糊的部分,需要科学家们‘拼图’完成。”刘四明说。

科研人员表示,通过拍摄可以确认理论上“预测已久”黑洞在现实中是确实存在的。黑洞存在的直接证据,有可能为人类打开“时光旅行”的通道入口,但仍留下很多谜团亟待“解锁”,比如黑洞释放出的“喷流”的成因。

亦如物理学家斯蒂芬·霍金曾说,在黑洞的最中心,是平行宇宙的另外一个入口。通过黑洞,可以快速到达一个在地球上看起来非常遥远的地方,或者另外一个平行宇宙。(完)

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